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JP2010087205A - Multi-junction thin-film photoelectric converter - Google Patents

Multi-junction thin-film photoelectric converter Download PDF

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JP2010087205A
JP2010087205A JP2008254124A JP2008254124A JP2010087205A JP 2010087205 A JP2010087205 A JP 2010087205A JP 2008254124 A JP2008254124 A JP 2008254124A JP 2008254124 A JP2008254124 A JP 2008254124A JP 2010087205 A JP2010087205 A JP 2010087205A
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photoelectric conversion
thin film
conversion unit
film photoelectric
layer
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JP2008254124A
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Japanese (ja)
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Fumiyasu Sezaki
文康 瀬崎
Mitsuru Ichikawa
満 市川
Kenji Yamamoto
憲治 山本
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Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
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Abstract

【課題】シリコン系およびCIS系薄膜光電変換ユニットを直列接続することにより短絡電流値を高い値でバランスさせ、高い開放電圧を有する、変換効率の高い多接合型光電変換装置を提供する。
【解決手段】多接合型薄膜光電変換装置は、シリコン系薄膜光電変換ユニット3、5及びCIS系薄膜光電変換ユニット7を備え、中間層4、6を介してこれらを直列接続している。シリコン系薄膜光電変換装置では光電変換が難しい1100nm以上の近赤外光の光電変換が可能であり、太陽光スペクトルを幅広く利用することが可能である点から、より高効率な多接合型薄膜光電変換装置を提供することができる。
【選択図】図1
A multi-junction photoelectric conversion device having high conversion efficiency and having a high open-circuit voltage by balancing a short-circuit current value at a high value by connecting silicon-based and CIS-based thin-film photoelectric conversion units in series.
A multi-junction thin film photoelectric conversion device includes silicon thin film photoelectric conversion units (3, 5) and a CIS thin film photoelectric conversion unit (7), which are connected in series via intermediate layers (4, 6). The silicon-based thin film photoelectric conversion device is capable of photoelectric conversion of near-infrared light of 1100 nm or more, which is difficult to perform photoelectric conversion, and can use a wide range of solar spectrum. A conversion device can be provided.
[Selection] Figure 1

Description

本発明はシリコン系及びCIS系薄膜光電変換ユニットを備え、中間層を介して直列接続されていることを特徴とする多接合型薄膜光電変換装置に関するものである。   The present invention relates to a multi-junction thin-film photoelectric conversion device including a silicon-based and CIS-based thin-film photoelectric conversion unit and connected in series via an intermediate layer.

近年、半導体内部の光電効果を用いて光を電気に変換する光電変換装置が注目され、開発が精力的に行われているが、その光電変換装置の中でもシリコン系薄膜光電変換装置は、低温で大面積のガラス基板やステンレス基板上に形成できることから、低コスト化が期待できる。また、安価で、光や放射線による劣化が極めて少ない、組成Cu、In、Se等からなり結晶構造がカルコパイライト構造を有する薄膜を光吸収層として用いたCIS系薄膜光電変換装置の開発が行われている(特許文献1参照)。特許文献1には、CIS系薄膜太陽電池の製造方法が開示されているが、CIS系薄膜光電変換装置を形成するには、500〜600℃の温度雰囲気にする必要である。   In recent years, photoelectric conversion devices that convert light into electricity using photoelectric effects inside semiconductors have attracted attention and are being developed vigorously. Among these photoelectric conversion devices, silicon-based thin film photoelectric conversion devices are at low temperatures. Since it can be formed on a large area glass substrate or stainless steel substrate, cost reduction can be expected. In addition, a CIS-based thin film photoelectric conversion device has been developed that uses a thin film having a chalcopyrite structure composed of Cu, In, Se, etc., which is inexpensive and has very little deterioration due to light or radiation, as a light absorption layer. (See Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a method for producing a CIS-based thin film solar cell. In order to form a CIS-based thin film photoelectric conversion device, a temperature atmosphere of 500 to 600 ° C. is required.

シリコン系薄膜光電変換装置は、効率を上げるためのハイブリッド化、中間層導入といった技術開発がなされて来たが、可視光から1100nm程度の近赤外光までしか光電変換に利用できていなかった。一方、CIS系薄膜光電変換装置は、可視光は勿論のこと、シリコン系薄膜光電変換装置では光電変換できない1100〜1300nmまでの近赤外光の光電変換が可能であり、太陽光スペクトルを幅広く利用することが可能である点から、近年開発が精力的に行われている。   Silicon-based thin-film photoelectric conversion devices have been developed for the purpose of increasing efficiency, such as hybridization and introduction of an intermediate layer, but only visible light to near-infrared light of about 1100 nm can be used for photoelectric conversion. On the other hand, CIS-based thin film photoelectric conversion devices are capable of photoelectric conversion of near-infrared light from 1100 to 1300 nm, which is not possible with silicon-based thin film photoelectric conversion devices as well as visible light, and widely use the sunlight spectrum. In recent years, development has been carried out vigorously because it is possible to do so.

また、光電変換装置の変換効率を向上させる方法として、2つ以上の光電変換ユニットを積層した、多接合型と呼ばれる構造を採用した光電変換装置が知られている。   As a method for improving the conversion efficiency of a photoelectric conversion device, a photoelectric conversion device employing a structure called a multi-junction type in which two or more photoelectric conversion units are stacked is known.

この方法においては、光電変換装置の光入射側に大きな光学的禁制帯幅を有する光電変換層を含む光電変換ユニットを配置し、その後ろに順に小さなバンドギャップを有する光電変換層を含む光電変換ユニットを1つ以上配置することにより、入射光の広い波長範囲にわたる光電変換を可能にし、入射する光を有効利用することにより装置全体としての変換効率の向上が図られている。   In this method, a photoelectric conversion unit including a photoelectric conversion layer including a photoelectric conversion layer having a large optical forbidden bandwidth is disposed on the light incident side of the photoelectric conversion device, and a photoelectric conversion layer including a photoelectric conversion layer having a small band gap in order behind the photoelectric conversion layer. By arranging one or more of these, photoelectric conversion over a wide wavelength range of incident light is possible, and conversion efficiency of the entire apparatus is improved by effectively using incident light.

本願では、相対的に光入射側に配置された光電変換ユニットを前方光電変換ユニットと呼び、これよりも相対的に光入射側から遠い側に隣接して配置された光電変換ユニットを後方光電変換ユニットと呼ぶ。

3つ以上の光電変換ユニットを積層した光電変換装置においては、光入射側から2つめ以降に配置された後方光電変換ユニットを前方光電変換ユニットとして、相対的に光入射側から遠い側に隣接して配置された後方光電変換ユニットが複数存在することとなる。
In the present application, the photoelectric conversion unit disposed relatively on the light incident side is referred to as a front photoelectric conversion unit, and the photoelectric conversion unit disposed adjacent to the side farther from the light incident side than this is rear photoelectric conversion. Called a unit.

In a photoelectric conversion device in which three or more photoelectric conversion units are stacked, a rear photoelectric conversion unit arranged second or later from the light incident side is a front photoelectric conversion unit, and is adjacent to a side relatively far from the light incident side. Thus, there are a plurality of rear photoelectric conversion units arranged.

本願では、光入射側に配置されたシリコン系薄膜太陽電池では吸収できなかった波長の光を光電変換に供するために、シリコン系薄膜太陽電池に対して光入射側から遠い位置にCIS系薄膜太陽電池を配置する多接合型薄膜光電変換装置である。   In the present application, in order to provide photoelectric conversion of light having a wavelength that could not be absorbed by the silicon thin film solar cell disposed on the light incident side, the CIS thin film solar cell is located far from the light incident side with respect to the silicon thin film solar cell. It is a multi-junction thin-film photoelectric conversion device in which a battery is arranged.

上記多接合型構造を採用することで入射光を有効利用できるが、多接合型光電変換装置全体の特性、特に短絡電流密度は積層された各光電変換ユニットの短絡電流密度のうち小さい方の短絡電流密度に制限される。したがって、多接合型光電変換装置全体の特性を向上するためには、それぞれの光電変換ユニットで発生した短絡電流密度のバランスを取る必要がある。   Incident light can be used effectively by adopting the above multi-junction structure, but the characteristics of the entire multi-junction photoelectric conversion device, especially the short-circuit current density, is the shorter of the short-circuit current densities of the stacked photoelectric conversion units. Limited to current density. Therefore, in order to improve the characteristics of the entire multi-junction photoelectric conversion device, it is necessary to balance the short-circuit current density generated in each photoelectric conversion unit.

そこで、近年では積層された複数の光電変換ユニットの間に光透過性及び光反射性の双方を有し且つ導電性の中間層を介在させる構造を有する積層型の光電変換装置が提案されている。この場合、中間層に到達した光の一部が反射し、中間層よりも光入射側に位置する前方光電変換ユニット内での光吸収量が増加し、その前方光電変換ユニットで発生する電流値を増大させることができる。例えば、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットを有する多接合型薄膜光電変換装置に、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットの間に透過光を反射できる性質を有する中間層を挿入した場合、非晶質シリコン層の膜厚を増やすことなく非晶質シリコン光電変換ユニットによって発生する電流を増加させることができる。   Therefore, in recent years, a stacked photoelectric conversion device having a structure in which both a light transmitting property and a light reflecting property are interposed between a plurality of stacked photoelectric conversion units and a conductive intermediate layer is interposed has been proposed. . In this case, a part of the light reaching the intermediate layer is reflected, the amount of light absorption in the front photoelectric conversion unit located on the light incident side of the intermediate layer is increased, and the current value generated in the front photoelectric conversion unit Can be increased. For example, a multi-junction thin film photoelectric conversion device having an amorphous silicon photoelectric conversion unit and a crystalline silicon photoelectric conversion unit can reflect transmitted light between the amorphous silicon photoelectric conversion unit and the crystalline silicon photoelectric conversion unit. In the case where an intermediate layer having a thickness is inserted, the current generated by the amorphous silicon photoelectric conversion unit can be increased without increasing the film thickness of the amorphous silicon layer.

もしくは、同一の電流値を得るために必要な非晶質シリコン層の膜厚を薄くできることから、非晶質シリコン層の膜厚増加に応じて顕著となる光劣化による非晶質シリコン光電変換ユニットの特性低下を押さえることが可能となる。このような中間層としては、前方光電変換ユニットで吸収される光の波長領域を選択的に反射し、且つ後方光電変換ユニットで吸収される光の波長領域は選択的に透過することが好ましく、研究開発が盛んに行われている。   Alternatively, the amorphous silicon photoelectric conversion unit due to photodegradation that becomes conspicuous as the thickness of the amorphous silicon layer increases because the thickness of the amorphous silicon layer necessary to obtain the same current value can be reduced. It is possible to suppress the deterioration of characteristics. As such an intermediate layer, it is preferable that the wavelength region of light absorbed by the front photoelectric conversion unit is selectively reflected and the wavelength region of light absorbed by the rear photoelectric conversion unit is selectively transmitted, Research and development is actively conducted.

しかし、シリコン系薄膜光電変換装置において、非晶質シリコン、非晶質シリコンゲルマン、微結晶シリコンといったシリコン系材料を用いたシリコン系薄膜光電変換装置では、〜1100nmまでしか光感度がなく、中間層を用いて光を選択反射および選択透過させても、光感度のない光はそのままロスとなり、有効活用できていなかったシリコン系薄膜光電変換装置は、一旦250℃以上に加熱してしまうと、室温に戻しても光電変換装置として機能しなくなってしまう。このため、シリコン系薄膜光電変換ユニットとCIS系薄膜光電変換ユニットを直列接続するのは問題点があった。
特開2006-165386号公報
However, in a silicon-based thin film photoelectric conversion device, a silicon-based thin film photoelectric conversion device using a silicon-based material such as amorphous silicon, amorphous silicon germane, or microcrystalline silicon has a photosensitivity only up to ˜1100 nm, and an intermediate layer Even if the light is selectively reflected and selectively transmitted using the light, the light having no photosensitivity is lost as it is, and the silicon-based thin film photoelectric conversion device that has not been effectively utilized is once heated to 250 ° C. or higher. Even if it returns, it will stop functioning as a photoelectric conversion device. For this reason, there is a problem in connecting the silicon thin film photoelectric conversion unit and the CIS thin film photoelectric conversion unit in series.
JP 2006-165386 A

CIS系薄膜光電変換ユニットをシリコン系薄膜光電変換ユニットに直列接続させることにより、シリコン系多接合型薄膜光電変換装置では不可能だった近赤外光まで含む幅広い太陽光スペクトルを光電変換できるだけでなく、CIS系薄膜光電変換ユニットだけでは達成できなかった高い開放電圧を有する多接合型薄膜光電変換装置を製造することができる。   By connecting a CIS-based thin film photoelectric conversion unit in series with a silicon-based thin film photoelectric conversion unit, it is possible not only to photoelectrically convert a wide sunlight spectrum, including near-infrared light, which was impossible with a silicon-based multi-junction thin film photoelectric conversion device. Thus, it is possible to manufacture a multi-junction thin film photoelectric conversion device having a high open-circuit voltage that cannot be achieved only by the CIS thin film photoelectric conversion unit.

本発明により従来以上に幅広い太陽光スペクトルを光電変換することが可能となり、発生する短絡電流密度を高い値
でバランスさせた光電変換効率の高い多接合型薄膜光電変換装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, it is possible to photoelectrically convert a wider sunlight spectrum than before, and it is possible to provide a multi-junction thin film photoelectric conversion device with high photoelectric conversion efficiency in which the generated short-circuit current density is balanced at a high value. Become.

本発明による多接合型薄膜光電変換装置は、以下の構成を有するものである。


1). シリコン系及びCIS系薄膜光電変換ユニットを備え、シリコン系光電変換ユニットとCIS系薄膜光電変換ユニットが中間層を介して直列接続されていることを特徴とする多接合型薄膜光電変換装置。
The multi-junction thin film photoelectric conversion device according to the present invention has the following configuration.


1). A multi-junction thin-film photoelectric conversion device comprising a silicon-based and CIS-based thin film photoelectric conversion unit, wherein the silicon-based photoelectric conversion unit and the CIS-based thin film photoelectric conversion unit are connected in series via an intermediate layer.

2). シリコン系薄膜光電変換ユニットが、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマンおよび微結晶シリコンからなる群の内のいずれか一つ以上から構成されていることを特徴とする1)記載の多接合型薄膜光電変換装置。   2). The multi-junction thin-film photoelectric conversion device according to 1), wherein the silicon-based thin-film photoelectric conversion unit is composed of one or more members selected from the group consisting of amorphous silicon, amorphous silicon germane, and microcrystalline silicon. .

3). CIS系薄膜光電変換ユニットが、CIS系ナノ粒子から形成されることを特徴とする1)、または2)のいずれか1に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   3). The multi-junction thin-film photoelectric conversion device according to any one of 1) or 2), wherein the CIS-based thin film photoelectric conversion unit is formed from CIS-based nanoparticles.

4). CIS系薄膜光電変換ユニットはバッファー層を有し、バッファー層がZnO、ZnS、CdSからなる群の内の少なくとも一つ以上からなることを特徴とする1)〜3)のいずれか1に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   4). The CIS-based thin film photoelectric conversion unit has a buffer layer, and the buffer layer is composed of at least one of the group consisting of ZnO, ZnS, and CdS. Multi-junction thin film photoelectric conversion device.

5). 中間層が、透明酸化物層/カーボン層/透明酸化物層の順に積層された層を少なくとも一つ以上含むことを特徴とする1)〜4)のいずれか1に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   5). The intermediate layer includes at least one layer laminated in the order of transparent oxide layer / carbon layer / transparent oxide layer, and the multi-junction thin-film photoelectric conversion device according to any one of 1) to 4), Conversion device.

6). 中間層を構成する透明酸化物層が酸化亜鉛により形成されていることを特徴とする5)に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   6). The multi-junction thin film photoelectric conversion device according to 5), wherein the transparent oxide layer constituting the intermediate layer is formed of zinc oxide.

7). シリコン系薄膜光電変換ユニットとCIS系薄膜光電変換ユニットの間に設けられた中間層が酸化亜鉛により形成されていることを特徴とする1)〜6)いずれか1に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   7). The multi-junction thin-film photoelectric converter according to any one of 1) to 6), wherein an intermediate layer provided between the silicon-based thin-film photoelectric conversion unit and the CIS-based thin-film photoelectric conversion unit is formed of zinc oxide. Conversion device.

8). 中間層の膜厚が10Å以上2000Å以下であることを特徴とする1)〜7)のいずれか1に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   8). The multi-junction thin-film photoelectric conversion device according to any one of 1) to 7), wherein the intermediate layer has a thickness of 10 to 2000 mm.

9). 中間層を構成する透明酸化物層が導電性酸素化シリコンにより形成されていることを特徴とする5)〜8)のいずれか1に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   9). The multi-junction thin-film photoelectric conversion device according to any one of 5) to 8), wherein the transparent oxide layer constituting the intermediate layer is formed of conductive oxygenated silicon.

10). 多接合薄膜光電変換装置の光が入射する側と反対側には裏面電極が設けられており、裏面電極層に用いられる透明酸化物半導体層がホウ素、アルミニウム、ゲルマニウムからなる群の内の一つ以上の元素がドープされていることを特徴とする1)〜9)のいずれか1に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   10). A back electrode is provided on the side opposite to the light incident side of the multi-junction thin film photoelectric conversion device, and the transparent oxide semiconductor layer used for the back electrode layer is one of the group consisting of boron, aluminum, and germanium. The multi-junction thin film photoelectric conversion device according to any one of 1) to 9), wherein the above element is doped.

11). CIS系薄膜光電変換ユニットが200度以下の温度域で作製されることを特徴とする1)〜9)のいずれか1に記載の多接合型薄膜光電変換装置の製造方法。   11). The method for producing a multi-junction thin film photoelectric conversion device according to any one of 1) to 9), wherein the CIS thin film photoelectric conversion unit is produced in a temperature range of 200 ° C. or less.

本発明により、1100−1300nmの赤外域にも光感度のあるCIS系薄膜光電変換ユニットをシリコン系薄膜光電変換ユニットに直列接続させることにより、従来よりも幅広い太陽光スペクトルを光電変換できるだけでなく、CIS系薄膜光電変換ユニットだけでは達成できなかった高い開放電圧を有する多接合型薄膜光電変換装置を製造することができるようになる。   According to the present invention, a CIS-based thin film photoelectric conversion unit having photosensitivity also in the infrared region of 1100-1300 nm is connected in series to a silicon-based thin film photoelectric conversion unit, so that a wider sunlight spectrum can be photoelectrically converted than before, It becomes possible to manufacture a multi-junction thin-film photoelectric conversion device having a high open-circuit voltage that cannot be achieved only by the CIS-based thin-film photoelectric conversion unit.

以上のような効果により、本発明によれば高性能な多接合型薄膜光電変換装置を提供することができる。   Due to the above effects, the present invention can provide a high-performance multi-junction thin film photoelectric conversion device.

以下において本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお本願の各図において、厚さや長さなどの寸法関係については図面の明瞭化と簡略化のため適宜変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。また、各図において、同一の参照符号は同一部分または相当部分を表している。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing of the present application, dimensional relationships such as thickness and length are appropriately changed for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensional relationships. Moreover, in each figure, the same referential mark represents the same part or an equivalent part.

図1に、本発明の実施形態の一例によるシリコン系およびCIS系多接合型薄膜光電変換装置の断面図を示す。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of a silicon-based and CIS-based multi-junction thin film photoelectric conversion device according to an example of an embodiment of the present invention.

透明基板1上に、透明電極層2、前方シリコン系光電変換ユニット3、中間層4、後方シリコン系光電変換ユニット5、中間層6、CIS系光電変換ユニット7、および裏面電極層8の順に配置されている。なお、図1にはシリコン系光電変換ユニットが前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットの2つで構成されているが、本発明はシリコン系光電変換ユニットを3段以上積層した場合にも適用することができる。   On the transparent substrate 1, the transparent electrode layer 2, the front silicon photoelectric conversion unit 3, the intermediate layer 4, the rear silicon photoelectric conversion unit 5, the intermediate layer 6, the CIS photoelectric conversion unit 7, and the back electrode layer 8 are arranged in this order. Has been. In FIG. 1, the silicon-based photoelectric conversion unit is composed of two parts, a front photoelectric conversion unit and a rear photoelectric conversion unit. However, the present invention is also applied to a case where three or more silicon-based photoelectric conversion units are stacked. be able to.

例えば光入射側から第一光電変換ユニット、第二光電変換ユニット、第三光電変換ユニットの順に配置された3接合型シリコン系光電変換装置において、第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットを、それぞれ前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットと見なし、両者の境界に中間層を設けても良い。   For example, in the three-junction silicon-based photoelectric conversion device arranged in the order of the first photoelectric conversion unit, the second photoelectric conversion unit, and the third photoelectric conversion unit from the light incident side, the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit are Each may be regarded as a front photoelectric conversion unit and a rear photoelectric conversion unit, and an intermediate layer may be provided at the boundary between them.

あるいは第二光電変換ユニットと第三光電変換ユニットを、それぞれ前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットと見なし、両者の境界に中間層を設けても良い。むろん、第一光電変換ユニットと第二光電変換ユニットの境界および第二光電変換ユニットと第三光電変換ユニットの境界の両方に中間層を設けた構造でも良い。シリコン系光電変換装置部分としては、例えば第一光電変換ユニットに非晶質シリコン光電変換ユニット、第二光電変換ユニットに非晶質シリコンゲルマニウムあるいは結晶質シリコン系光電変換ユニット、第三光電変換ユニットに非晶質シリコンゲルマニウムあるいは結晶質シリコン系光電変換ユニットを適用する場合などが挙げられるが、組み合わせはこの限りではない。   Alternatively, the second photoelectric conversion unit and the third photoelectric conversion unit may be regarded as a front photoelectric conversion unit and a rear photoelectric conversion unit, respectively, and an intermediate layer may be provided at the boundary between them. Of course, an intermediate layer may be provided on both the boundary between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit and on the boundary between the second photoelectric conversion unit and the third photoelectric conversion unit. Examples of the silicon photoelectric conversion device include an amorphous silicon photoelectric conversion unit for the first photoelectric conversion unit, an amorphous silicon germanium or crystalline silicon photoelectric conversion unit for the second photoelectric conversion unit, and a third photoelectric conversion unit. A case where an amorphous silicon germanium or a crystalline silicon-based photoelectric conversion unit is applied may be mentioned, but the combination is not limited thereto.

シリコン系薄膜光電変換装置とCIS系薄膜光電変換装置の境界には中間層が配置される。当該中間層を設けることにより、CIS系薄膜光電変換装置を形成する際に、Cu、In、S、Se、Ga等の原子をシリコン系薄膜光電変換装置側への透過・拡散を防止することが出来る。当該中間層としては例えば、ノンドープのZnOなどが用いることができる。   An intermediate layer is disposed at the boundary between the silicon-based thin film photoelectric conversion device and the CIS-based thin film photoelectric conversion device. By providing the intermediate layer, it is possible to prevent transmission / diffusion of atoms such as Cu, In, S, Se, and Ga to the silicon thin film photoelectric conversion device side when forming the CIS thin film photoelectric conversion device. I can do it. As the intermediate layer, for example, non-doped ZnO can be used.

基板側から光を入射するタイプの光電変換装置にて用いられる透明基板1には、ガラス、透明樹脂等から成る板状部材やシート状部材が用いられる。透明電極層2はSnO2、ZnO等の導電性金属酸化物から成ることが好ましく、CVD、スパッタ、蒸着等の方法を用いて形成されることが好ましい。透明電極層2はその表面に微細な凹凸を有すると、入射光の散乱を増大させる効果が生じるので好ましい。 A plate-like member or a sheet-like member made of glass, transparent resin, or the like is used for the transparent substrate 1 used in a photoelectric conversion device of a type in which light enters from the substrate side. The transparent electrode layer 2 is preferably made of a conductive metal oxide such as SnO 2 or ZnO, and is preferably formed using a method such as CVD, sputtering, or vapor deposition. It is preferable that the transparent electrode layer 2 has fine irregularities on the surface because an effect of increasing the scattering of incident light occurs.

裏面電極層8としては、Mo、Al、Ag、Au、Cu、PtおよびCrから選ばれる少なくとも一つの材料からなる少なくとも一層の金属層をスパッタ法または蒸着法により形成することできる。中でもMoが好ましい。また、光電変換ユニットと裏面電極との間に、ITO、SnO2、ZnO等の導電性酸化物からなる層を形成しても構わない(図示せず)。 As the back electrode layer 8, at least one metal layer made of at least one material selected from Mo, Al, Ag, Au, Cu, Pt, and Cr can be formed by sputtering or vapor deposition. Of these, Mo is preferable. Between the photoelectric conversion unit and the back electrode, ITO, may be formed a layer made of SnO 2, conductive oxides such as ZnO (not shown).

光入射側からみて透明電極層2の後方に、複数の光電変換ユニットが配置される。図2のように2つの光電変換ユニットが積層された構造の場合、光入射側に配置された前方光電変換ユニット3には相対的にバンドギャップの広い材料、例えば非晶質シリコン系材料による光電変換ユニットなどが用いられる。その後方に配置された後方光電変換ユニット5には、それよりも相対的にバンドギャップの狭い材料、例えば結晶質を含むシリコン系材料による光電変換ユニットや、非晶質シリコンゲルマニウム光電変換ユニットなどが用いられる。   A plurality of photoelectric conversion units are arranged behind the transparent electrode layer 2 when viewed from the light incident side. In the case of a structure in which two photoelectric conversion units are stacked as shown in FIG. 2, the front photoelectric conversion unit 3 disposed on the light incident side has a relatively wide bandgap material, for example, an amorphous silicon material. A conversion unit or the like is used. The rear photoelectric conversion unit 5 arranged on the rear side includes a material having a relatively narrow band gap, for example, a photoelectric conversion unit made of a silicon-based material containing a crystalline material, an amorphous silicon germanium photoelectric conversion unit, or the like. Used.

各々のシリコン系光電変換ユニットは、p型層、実質的に真性な光電変換層であるi型層、およびn型層から成るpin接合によって構成されるのが好ましい。このうちi型層に非晶質シリコンを用いたものを非晶質シリコン光電変換ユニット、結晶質を含むシリコンを用いたものを結晶質シリコン光電変換ユニットと呼ぶ。なお、非晶質あるいは結晶質のシリコン系材料としては、半導体を構成する主要元素としてシリコンのみを用いる場合だけでなく、炭素、酸素、窒素、ゲルマニウムなどの元素をも含む合金材料であってもよい。また、導電型層の主要構成材料としては、必ずしもi型層と同質のものである必要はなく、例えば非晶質シリコン光電変換ユニットのp型層に非晶質シリコンカーバイドを用い得るし、n型層に結晶質を含むシリコン層(μc−Siとも呼ばれる)も用い得る。   Each silicon-based photoelectric conversion unit is preferably configured by a pin junction including a p-type layer, an i-type layer that is a substantially intrinsic photoelectric conversion layer, and an n-type layer. Among these, those using amorphous silicon for the i-type layer are called amorphous silicon photoelectric conversion units, and those using crystalline silicon are called crystalline silicon photoelectric conversion units. Note that the amorphous or crystalline silicon-based material is not only a case where only silicon is used as a main element constituting a semiconductor, but also an alloy material including elements such as carbon, oxygen, nitrogen, and germanium. Good. The main constituent material of the conductive layer is not necessarily the same as that of the i-type layer. For example, amorphous silicon carbide can be used for the p-type layer of the amorphous silicon photoelectric conversion unit, and n A silicon layer (also referred to as μc-Si) containing crystal in the mold layer can also be used.

CIS系薄膜光電変換ユニットは、一般に表面が絶縁性の基板上に順に積層された第一電極と、半導体薄膜光電変換ユニットと、及び第二電極とを含んでいる。ここで、CIS系光電変換ユニットは一般的にp型層、バッファー層及びn型層の順に積層されてなり、その主要部を占めるp型層の光電変換層はCu、In、Seから構成したものを用いることができる。   The CIS-based thin film photoelectric conversion unit generally includes a first electrode, a semiconductor thin film photoelectric conversion unit, and a second electrode, the surfaces of which are sequentially stacked on an insulating substrate. Here, the CIS photoelectric conversion unit is generally laminated in the order of a p-type layer, a buffer layer, and an n-type layer, and the photoelectric conversion layer of the p-type layer that occupies the main part is composed of Cu, In, and Se. Things can be used.

バッファー層は、CdS、ZnS、ZnO等を用いることが好ましい。また、p型層の形成温度は250度以下であることが好ましい。250度以下という低温で形成するために、Cu、In、Se等を含む化合物半導体ナノ粒子を作製し、塗布した後に、200度以下で加熱処理することによりCIS系薄膜光電変換装置のp型層を形成してもよい。   It is preferable to use CdS, ZnS, ZnO or the like for the buffer layer. Moreover, it is preferable that the formation temperature of a p-type layer is 250 degrees or less. In order to form at a low temperature of 250 degrees or less, compound semiconductor nanoparticles containing Cu, In, Se and the like are prepared and applied, and then heat-treated at 200 degrees or less to form a p-type layer of a CIS-based thin film photoelectric conversion device. May be formed.

本発明では、前方光電変換ユニットと後方光電変換ユニットとの間に前方光電変換ユニットで吸収できる波長領域の光に対する反射率が高く、前方光電変換ユニットで吸収できない波長領域の光に対する反射率が低くなるような反射特性を有する中間層を用いている。   In the present invention, between the front photoelectric conversion unit and the rear photoelectric conversion unit, the reflectance for light in the wavelength region that can be absorbed by the front photoelectric conversion unit is high, and the reflectance for light in the wavelength region that cannot be absorbed by the front photoelectric conversion unit is low. An intermediate layer having such reflection characteristics is used.

本願発明に用いる中間層は透明酸化物層を有するものが好ましく、透明酸化物層としては、酸化錫、酸化亜鉛、ITO、導電性酸素化シリコン層等を用いることが出来る。   The intermediate layer used in the present invention preferably has a transparent oxide layer. As the transparent oxide layer, tin oxide, zinc oxide, ITO, a conductive oxygenated silicon layer, or the like can be used.

透明酸化物層を有する中間層の構造としては、透明酸化物からなるものの他に、例えば、透明酸化物層/カーボン層/透明酸化物層の順に積層された層であってもよい。またこれらの層を複数用いてもかまわない。   The structure of the intermediate layer having a transparent oxide layer may be, for example, a layer in which transparent oxide layer / carbon layer / transparent oxide layer are laminated in this order in addition to the transparent oxide layer. A plurality of these layers may be used.

透明酸化物層の形成方法は均一な薄膜が形成される手段であれば特に限定されない。例えば、スパッタリングや蒸着などのPVD法や、各種CVD法などの化学気相法などの他に、透明酸化物層の原料を含む溶液をスピンコート法やロールコート法、スプレー塗布やディッピング塗布などにより塗布した後に加熱処理などで透明酸化物層を形成する方法も挙げられる。例えば導電性酸素化シリコンについては、光電変換ユニットを構成するn型μc−Si層のプラズマCVD法による作製時と同様の条件で、追加的にCO2ガスをチャンバー内へ導入することにより作製することが可能でありプロセス的に有利である。 The method for forming the transparent oxide layer is not particularly limited as long as it is a means for forming a uniform thin film. For example, in addition to PVD methods such as sputtering and vapor deposition and chemical vapor deposition methods such as various CVD methods, a solution containing a raw material for the transparent oxide layer is applied by spin coating, roll coating, spray coating, dipping coating, etc. There is also a method of forming a transparent oxide layer by heat treatment after coating. For example, conductive oxygenated silicon is produced by additionally introducing CO 2 gas into the chamber under the same conditions as those for producing the n-type μc-Si layer constituting the photoelectric conversion unit by the plasma CVD method. Is possible and process advantageous.

また、カーボン層は透明酸化物層よりも屈折率が低く、カーボン層の形成方法についてもプラズマCVDにて作成すれば、光電変換ユニット及び中間層を1台のプラズマCVDにて作成することが可能になるため生産性が向上する。これらの透明酸化物層の膜厚は10Å以上2000Å以下であることが好ましい。透明酸化物層の膜厚が薄い場合は、透明酸化物層の導電性が極めて低く光電変換ユニットとの直列接続における障害となる。また透明酸化物層の膜厚が厚い場合は、透明性が悪くなり、生産コストも高くなる可能性がある。カーボン層の屈折率は、波長550nmにおいて1.2〜1.9であることが好ましい。   Also, the carbon layer has a lower refractive index than the transparent oxide layer, and if the carbon layer formation method is also created by plasma CVD, the photoelectric conversion unit and intermediate layer can be created by one plasma CVD. Therefore, productivity is improved. The film thickness of these transparent oxide layers is preferably from 10 to 2000 mm. When the thickness of the transparent oxide layer is thin, the conductivity of the transparent oxide layer is extremely low, which becomes an obstacle in series connection with the photoelectric conversion unit. Moreover, when the film thickness of a transparent oxide layer is thick, transparency may worsen and production cost may also become high. The refractive index of the carbon layer is preferably 1.2 to 1.9 at a wavelength of 550 nm.

導電性酸素化シリコンについては、光電変換ユニットを構成するn型μc−Si層のプラズマCVD法による作製時と同様の条件で、追加的にCO2ガスをチャンバー内へ導入することにより作製することが可能でありプロセス的に有利である。 The conductive oxygenated silicon is manufactured by additionally introducing CO 2 gas into the chamber under the same conditions as those for manufacturing the n-type μc-Si layer constituting the photoelectric conversion unit by the plasma CVD method. Is possible and advantageous in terms of process.

以下においては、上述の実施の形態に対応するシリコン系薄膜光電変換ユニットとCIS系薄膜光電変換ユニットとを直列に積層した構造の多接合型薄膜光電変換装置の製造方法の実施例として、非晶質シリコン光電変換ユニットと結晶質シリコン光電変換ユニットとが積層されたシリコン系薄膜光電変換ユニットに化合物半導体ナノ粒子を用いてCIS系薄膜光電変換ユニットを直列接続した多接合型薄膜光電変換装置を挙げ、比較例と比較しつつ詳細に説明する。各図において同様の部材には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。また、本発明はその趣旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。   In the following, as an example of a manufacturing method of a multi-junction thin film photoelectric conversion device having a structure in which a silicon thin film photoelectric conversion unit and a CIS thin film photoelectric conversion unit corresponding to the above-described embodiment are stacked in series, A multi-junction thin film photoelectric conversion device in which CIS thin film photoelectric conversion units are connected in series using compound semiconductor nanoparticles to a silicon thin film photoelectric conversion unit in which a crystalline silicon photoelectric conversion unit and a crystalline silicon photoelectric conversion unit are stacked. This will be described in detail in comparison with a comparative example. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, this invention is not limited to a following example, unless the meaning is exceeded.

(実施例1)
図1に準じた多接合型薄膜光電変換装置を作成した。透明基板1にはガラスを用い、透明電極層2にはSnO2を用いた。この際の透明電極層2の膜厚は800nm、シート抵抗は10オーム/□、ヘイズ率は15〜20%とした。この上に、ボロンドープのp型シリコンカーバイド(SiC)層を10nm、ノンドープの非晶質シリコン光電変換層を200nm、リンドープのn型μc−Si層を20nmの膜厚で、それぞれプラズマCVD法により製膜した。これにより、前方光電変換ユニットであるpin接合の非晶質シリコン光電変換ユニット3を形成した。
Example 1
A multi-junction thin film photoelectric conversion device according to FIG. 1 was prepared. Glass was used for the transparent substrate 1 and SnO 2 was used for the transparent electrode layer 2. The film thickness of the transparent electrode layer 2 at this time was 800 nm, the sheet resistance was 10 ohm / □, and the haze ratio was 15 to 20%. On top of this, a boron-doped p-type silicon carbide (SiC) layer has a thickness of 10 nm, a non-doped amorphous silicon photoelectric conversion layer has a thickness of 200 nm, and a phosphorus-doped n-type μc-Si layer has a thickness of 20 nm. Filmed. Thereby, the amorphous silicon photoelectric conversion unit 3 of the pin junction which is a front photoelectric conversion unit was formed.

さらに非晶質シリコン光電変換ユニット3の上に中間層4を形成した。まず、非晶質シリコン光電変換ユニット3を形成した基板をプラズマCVD装置から大気中に取り出した後で、スパッタ法により酸化亜鉛からなる透明酸化物層4を形成するスパッタ装置の製膜室に投入した。スパッタターゲットとして酸化亜鉛中に2wt%のAlを添加したものにおいて、スパッタガスとしてArガスを導入し、基板を150℃に加熱、圧力を0.27Paとした上で、DCスパッタ法により酸化亜鉛を膜厚600Åで形成した。酸化亜鉛の屈折率は1.9(波長550nm)であった。   Further, an intermediate layer 4 was formed on the amorphous silicon photoelectric conversion unit 3. First, after the substrate on which the amorphous silicon photoelectric conversion unit 3 is formed is taken out from the plasma CVD apparatus to the atmosphere, it is put into a film forming chamber of a sputtering apparatus for forming a transparent oxide layer 4 made of zinc oxide by sputtering. did. In the case where 2 wt% Al is added to zinc oxide as a sputtering target, Ar gas is introduced as a sputtering gas, the substrate is heated to 150 ° C., the pressure is set to 0.27 Pa, and then zinc oxide is added by DC sputtering. The film was formed with a thickness of 600 mm. The refractive index of zinc oxide was 1.9 (wavelength 550 nm).

さらに前記中間層4を形成した基板を製膜室から大気中に取り出しプラズマCVD装置に投入した。そして前記中間層4の上にボロンドープのp型微結晶シリコン層を15nm、ノンドープの結晶質シリコン光電変換層を2.5μm、リンドープのn型微結晶シリコン層を20nmの膜厚でそれぞれプラズマCVD法により製膜した。これにより、後方光電変換ユニットであるpin接合の結晶質シリコン光電変換ユニット5を形成した。   Further, the substrate on which the intermediate layer 4 was formed was taken out from the film forming chamber into the atmosphere and put into a plasma CVD apparatus. On the intermediate layer 4, a boron-doped p-type microcrystalline silicon layer having a thickness of 15 nm, a non-doped crystalline silicon photoelectric conversion layer having a thickness of 2.5 μm, and a phosphorus-doped n-type microcrystalline silicon layer having a thickness of 20 nm are formed by plasma CVD. To form a film. Thereby, the crystalline silicon photoelectric conversion unit 5 of the pin junction which is a back photoelectric conversion unit was formed.

さらに後方光電変換ユニット5の上に、中間層6としてノンドープのZnO膜を80nmの膜厚でDCスパッタ法により形成した。ノンドープのZnO膜の屈折率は1.85(波長550nm)であった。当該基板を大気中に取り出した。   Further, a non-doped ZnO film having a thickness of 80 nm was formed as an intermediate layer 6 on the rear photoelectric conversion unit 5 by a DC sputtering method. The refractive index of the non-doped ZnO film was 1.85 (wavelength 550 nm). The substrate was taken out into the atmosphere.

CIS系薄膜光電変換ユニットを次のようにして形成した。Ar雰囲気でCuI、InI3にピリジンを加えて室温で1時間攪拌し、次にNa2Seメタノール溶液を添加、ドライアイスで冷却し、24時間攪拌(赤茶色から黒色の懸濁液になるまで)、20分間遠心分離してCISとNaIを分離、ドライメタノールを加えてピリジンを除去し、精製CISをメタノール中に懸濁させたものを、大気中に取り出した中間層6の上に、塗布した後、赤外線ゴールドファーナスで200℃、5時間、セレン化水素を吹き込みながら焼成することでCISからなるCIS系薄膜光電変換ユニットのp層7aを形成した。 A CIS-based thin film photoelectric conversion unit was formed as follows. Add pyridine to CuI and InI 3 in an Ar atmosphere and stir at room temperature for 1 hour, then add Na 2 Se methanol solution, cool with dry ice, and stir for 24 hours (until red-brown to black suspension ) Centrifuge for 20 minutes to separate CIS and NaI, add dry methanol to remove pyridine, and apply purified CIS suspended in methanol on the intermediate layer 6 taken out to the atmosphere. After that, the p-layer 7a of the CIS-based thin film photoelectric conversion unit made of CIS was formed by firing in an infrared gold furnace at 200 ° C. for 5 hours while blowing hydrogen selenide.

次いで、スパッタ法により酸化亜鉛7bおよびMoからなる裏面電極層8を形成するスパッタ装置の製膜室に投入した。スパッタターゲットとして酸化亜鉛中に2wt%のAlを添加したものにおいて、スパッタガスとしてArガスを導入し、基板を150℃に加熱、圧力を0.27Paとした上で、DCスパッタ法により酸化亜鉛を膜厚600Åで形成した。次いで、Moをスパッタし、膜厚1ミクロンで形成した。   Subsequently, it was put into a film forming chamber of a sputtering apparatus for forming a back electrode layer 8 made of zinc oxide 7b and Mo by sputtering. In the case where 2 wt% Al is added to zinc oxide as a sputtering target, Ar gas is introduced as a sputtering gas, the substrate is heated to 150 ° C., the pressure is set to 0.27 Pa, and then zinc oxide is added by DC sputtering. The film was formed with a thickness of 600 mm. Next, Mo was sputtered to form a film with a thickness of 1 micron.

以上のようにして得られた非晶質シリコン太陽電池から1cm角の受光面積を有する光電変換ユニットを分離し、分光感度特性を測定したところ、図1のような結果となった。なおグラフは後に述べる比較例1の結果において最大感度の値を1とした場合の規格値で示されている。また、これらの感度スペクトルより分光感度電流を算出したところ、16.5mA/cm2であった。開放電圧と分光感度電流を纏めたものを表1に示す。 When the photoelectric conversion unit having a light receiving area of 1 cm square was separated from the amorphous silicon solar cell obtained as described above and the spectral sensitivity characteristics were measured, the result shown in FIG. 1 was obtained. The graph shows the standard value when the maximum sensitivity value is 1 in the result of Comparative Example 1 described later. The spectral sensitivity current was calculated from these sensitivity spectra and found to be 16.5 mA / cm 2 . Table 1 summarizes the open-circuit voltage and the spectral sensitivity current.

(比較例1)
図2に準じ、比較例1としての多接合薄膜シリコン系光電変換装置を作製した。実施例1と同様にして、非晶質シリコン光電変換ユニット3と中間層4および結晶質シリコン光電変換ユニット5および裏面電極6とからなるシリコン系光電変換装置を形成した。
以上のようにして得られたシリコン系薄膜光電変換装置から1cm角の受光面積を有する光電変換ユニットを分離し、分光感度特性を測定し、感度スペクトルより分光感度電流を算出したところ、14.4mA/cm2であった。開放電圧と分光感度電流を纏めたものを表1に示す。
(Comparative Example 1)
According to FIG. 2, a multi-junction thin film silicon-based photoelectric conversion device as Comparative Example 1 was produced. In the same manner as in Example 1, a silicon-based photoelectric conversion device including the amorphous silicon photoelectric conversion unit 3, the intermediate layer 4, the crystalline silicon photoelectric conversion unit 5, and the back electrode 6 was formed.
When the photoelectric conversion unit having a 1 cm square light receiving area was separated from the silicon-based thin film photoelectric conversion device obtained as described above, the spectral sensitivity characteristic was measured, and the spectral sensitivity current was calculated from the sensitivity spectrum. / Cm 2 . Table 1 summarizes the open-circuit voltage and the spectral sensitivity current.

Figure 2010087205
Figure 2010087205

本発明による多接合型光電変換装置の構造断面図Cross-sectional view of the structure of a multi-junction photoelectric conversion device according to the present invention 比較例における多接合型光電変換装置の構造断面図Cross-sectional view of structure of multi-junction photoelectric conversion device in comparative example 本発明における多接合型光電変換装置の分光感度特性Spectral sensitivity characteristics of multi-junction photoelectric conversion device in the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 透明基板
2 透明電極層
3 前方シリコン系光電変換ユニット
4 中間層
5 後方シリコン系光電変換ユニット
6 中間層
7 CIS系光電変換ユニット
8 裏面電極層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Transparent electrode layer 3 Front silicon type photoelectric conversion unit 4 Intermediate layer 5 Back silicon type photoelectric conversion unit 6 Intermediate layer 7 CIS type photoelectric conversion unit 8 Back surface electrode layer

Claims (11)

シリコン系及びCIS系薄膜光電変換ユニットを備え、シリコン系光電変換ユニットとCIS系薄膜光電変換ユニットが中間層を介して直列接続されていることを特徴とする多接合型薄膜光電変換装置。   A multi-junction thin-film photoelectric conversion device comprising a silicon-based and CIS-based thin film photoelectric conversion unit, wherein the silicon-based photoelectric conversion unit and the CIS-based thin film photoelectric conversion unit are connected in series via an intermediate layer. シリコン系薄膜光電変換ユニットが、アモルファスシリコン、アモルファスシリコンゲルマンおよび微結晶シリコンからなる群の内のいずれか一つ以上から構成されていることを特徴とする請求項1記載の多接合型薄膜光電変換装置。   The multi-junction thin film photoelectric conversion unit according to claim 1, wherein the silicon-based thin film photoelectric conversion unit is composed of one or more members selected from the group consisting of amorphous silicon, amorphous silicon germane, and microcrystalline silicon. apparatus. CIS系薄膜光電変換ユニットが、CIS系ナノ粒子から形成されることを特徴とする請求項1、または2のいずれか1項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   The multi-junction thin-film photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the CIS-based thin film photoelectric conversion unit is formed from CIS-based nanoparticles. CIS系薄膜光電変換ユニットはバッファー層を有し、バッファー層がZnO、ZnS、CdSからなる群の内の少なくとも一つ以上からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   The CIS-based thin film photoelectric conversion unit has a buffer layer, and the buffer layer is composed of at least one of the group consisting of ZnO, ZnS, and CdS. Multi-junction thin film photoelectric conversion device. 中間層が、透明酸化物層/カーボン層/透明酸化物層の順に積層された層を少なくとも一つ以上含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   The multi-junction thin film according to any one of claims 1 to 4, wherein the intermediate layer includes at least one layer laminated in the order of transparent oxide layer / carbon layer / transparent oxide layer. Photoelectric conversion device. 中間層を構成する透明酸化物層が酸化亜鉛により形成されていることを特徴とする請求項5に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   6. The multi-junction thin film photoelectric conversion device according to claim 5, wherein the transparent oxide layer constituting the intermediate layer is made of zinc oxide. シリコン系薄膜光電変換ユニットとCIS系薄膜光電変換ユニットの間に設けられた中間層が酸化亜鉛により形成されていることを特徴とする請求項1〜6いずれか1項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   The multi-junction thin film according to any one of claims 1 to 6, wherein an intermediate layer provided between the silicon-based thin film photoelectric conversion unit and the CIS-based thin film photoelectric conversion unit is formed of zinc oxide. Photoelectric conversion device. 中間層の膜厚が10Å以上2000Å以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   The multi-junction thin film photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 7, wherein the film thickness of the intermediate layer is 10 to 2000 mm. 中間層を構成する透明酸化物層が導電性酸素化シリコンにより形成されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   The multi-junction thin-film photoelectric conversion device according to claim 5, wherein the transparent oxide layer constituting the intermediate layer is formed of conductive oxygenated silicon. 多接合薄膜光電変換装置の光が入射する側と反対側には裏面電極が設けられており、裏面電極層に用いられる透明酸化物半導体層がホウ素、アルミニウム、ゲルマニウムからなる群の内の一つ以上の元素がドープされていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の多接合型薄膜光電変換装置。   A back electrode is provided on the side opposite to the light incident side of the multi-junction thin film photoelectric conversion device, and the transparent oxide semiconductor layer used for the back electrode layer is one of the group consisting of boron, aluminum, and germanium. The multi-junction thin film photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 9, wherein the above elements are doped. CIS系薄膜光電変換ユニットが200度以下の温度域で作製されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の多接合型薄膜光電変換装置の製造方法。   The method for producing a multi-junction thin-film photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 9, wherein the CIS-based thin-film photoelectric conversion unit is manufactured in a temperature range of 200 degrees or less.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013179297A (en) * 2012-02-10 2013-09-09 Tokyo Institute Of Technology Solar cell having optical control layer
JP2014511041A (en) * 2011-04-05 2014-05-01 ユニバーシティー オブ フロリダ リサーチ ファウンデーション,インコーポレイテッド Method and apparatus for integrating infrared (IR) photovoltaic cells on thin film photovoltaic cells
JP2014192257A (en) * 2013-03-26 2014-10-06 Toshiba Corp Solar battery
JP2017028234A (en) * 2015-07-21 2017-02-02 五十嵐 五郎 Multi-junction photovoltaic device
US9997571B2 (en) 2010-05-24 2018-06-12 University Of Florida Research Foundation, Inc. Method and apparatus for providing a charge blocking layer on an infrared up-conversion device
US10134815B2 (en) 2011-06-30 2018-11-20 Nanoholdings, Llc Method and apparatus for detecting infrared radiation with gain
US10700141B2 (en) 2006-09-29 2020-06-30 University Of Florida Research Foundation, Incorporated Method and apparatus for infrared detection and display
US10749058B2 (en) 2015-06-11 2020-08-18 University Of Florida Research Foundation, Incorporated Monodisperse, IR-absorbing nanoparticles and related methods and devices

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4536607A (en) * 1984-03-01 1985-08-20 Wiesmann Harold J Photovoltaic tandem cell
JPH01201968A (en) * 1988-02-05 1989-08-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Photoelectric conversion device
JPH09102623A (en) * 1995-10-03 1997-04-15 Sanyo Electric Co Ltd Photovoltaic device
JPH11150282A (en) * 1997-11-17 1999-06-02 Canon Inc Photovoltaic element and method for manufacturing the same
JPH11168226A (en) * 1997-12-02 1999-06-22 Ricoh Co Ltd Photovoltaic device and method of manufacturing the same
JP2001267598A (en) * 2000-03-17 2001-09-28 Sharp Corp Stacked solar cell
JP2001308354A (en) * 2000-04-24 2001-11-02 Sharp Corp Stacked solar cell
JP2002501003A (en) * 1998-01-27 2002-01-15 ミッドウエスト リサーチ インスティチュート Solution synthesis of mixed metal chalcogenide nanoparticles and spray deposition of precursor film
JP2005135987A (en) * 2003-10-28 2005-05-26 Kaneka Corp Stacked photoelectric conversion device and its manufacturing method
JP2006319068A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Kaneka Corp Multi-junction silicon-based thin film photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
WO2007147184A2 (en) * 2006-06-22 2007-12-27 Isovolta Ag Method for producing photoactive layers and components comprising said layer(s)
JP2008147609A (en) * 2006-12-08 2008-06-26 Kaitokui Denshi Kogyo Kofun Yugenkoshi Cascade solar cells with amorphous silicon-based solar cells
JP2008192542A (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Nippon Oil Corp Method for producing chalcopyrite nanoparticles and photoelectric conversion element
JP2009533878A (en) * 2006-04-11 2009-09-17 コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド Tandem photovoltaic cell

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4536607A (en) * 1984-03-01 1985-08-20 Wiesmann Harold J Photovoltaic tandem cell
JPH01201968A (en) * 1988-02-05 1989-08-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Photoelectric conversion device
JPH09102623A (en) * 1995-10-03 1997-04-15 Sanyo Electric Co Ltd Photovoltaic device
JPH11150282A (en) * 1997-11-17 1999-06-02 Canon Inc Photovoltaic element and method for manufacturing the same
JPH11168226A (en) * 1997-12-02 1999-06-22 Ricoh Co Ltd Photovoltaic device and method of manufacturing the same
JP2002501003A (en) * 1998-01-27 2002-01-15 ミッドウエスト リサーチ インスティチュート Solution synthesis of mixed metal chalcogenide nanoparticles and spray deposition of precursor film
JP2001267598A (en) * 2000-03-17 2001-09-28 Sharp Corp Stacked solar cell
JP2001308354A (en) * 2000-04-24 2001-11-02 Sharp Corp Stacked solar cell
JP2005135987A (en) * 2003-10-28 2005-05-26 Kaneka Corp Stacked photoelectric conversion device and its manufacturing method
JP2006319068A (en) * 2005-05-11 2006-11-24 Kaneka Corp Multi-junction silicon-based thin film photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP2009533878A (en) * 2006-04-11 2009-09-17 コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド Tandem photovoltaic cell
WO2007147184A2 (en) * 2006-06-22 2007-12-27 Isovolta Ag Method for producing photoactive layers and components comprising said layer(s)
JP2008147609A (en) * 2006-12-08 2008-06-26 Kaitokui Denshi Kogyo Kofun Yugenkoshi Cascade solar cells with amorphous silicon-based solar cells
JP2008192542A (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Nippon Oil Corp Method for producing chalcopyrite nanoparticles and photoelectric conversion element

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10700141B2 (en) 2006-09-29 2020-06-30 University Of Florida Research Foundation, Incorporated Method and apparatus for infrared detection and display
US9997571B2 (en) 2010-05-24 2018-06-12 University Of Florida Research Foundation, Inc. Method and apparatus for providing a charge blocking layer on an infrared up-conversion device
JP2014511041A (en) * 2011-04-05 2014-05-01 ユニバーシティー オブ フロリダ リサーチ ファウンデーション,インコーポレイテッド Method and apparatus for integrating infrared (IR) photovoltaic cells on thin film photovoltaic cells
US10134815B2 (en) 2011-06-30 2018-11-20 Nanoholdings, Llc Method and apparatus for detecting infrared radiation with gain
JP2013179297A (en) * 2012-02-10 2013-09-09 Tokyo Institute Of Technology Solar cell having optical control layer
JP2014192257A (en) * 2013-03-26 2014-10-06 Toshiba Corp Solar battery
US10749058B2 (en) 2015-06-11 2020-08-18 University Of Florida Research Foundation, Incorporated Monodisperse, IR-absorbing nanoparticles and related methods and devices
JP2017028234A (en) * 2015-07-21 2017-02-02 五十嵐 五郎 Multi-junction photovoltaic device

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